Связь компьютера с периферийными устройствами

Все указанные характеристики производительности сети достаточно независимы. В то время как пропускная способность  сети является постоянной величиной, скорость передачи трафика может варьироваться  в зависимости от загрузки сети, не превышая, конечно, предела, устанавливаемого пропускной способностью. Так в односегментной сети 10 Мбит/с Ethernet компьютеры могут  обмениваться данными со скоростями 2 Мбит/с и 4 Мбит/с, но никогда — 12 Мбит/с.

Пропускная способность  и задержки передачи также являются независимыми параметрами, так что  сеть может обладать, например, высокой  пропускной способностью, но вносить  значительные задержки при передаче каждого пакета. Пример такой ситуации дает канал связи, образованный геостационарным  спутником. Пропускная способность  этого канала может быть весьма высокой, например 2 Мбит/с, в то время как  задержка передачи всегда составляет не менее 0,24 с, что определяется скоростью  распространения электрического сигнала (около 300000 км/с) и длиной канала (72000 км).

 

 

 

 

 

 

 

3 Что дает предприятию  использование сетей.

Этот вопрос можно уточнить следующим образом: в каких случаях  развертывание на предприятии вычислительных сетей предпочтительнее использования  автономных компьютеров или многомашинных  систем? Какие новые возможности  появляются на предприятии с появлением там вычислительной сети? И наконец, всегда ли предприятию нужна сеть?

Если не вдаваться в  частности, то конечной целью использования  вычислительных сетей на предприятии  является повышение эффективности  его работы, которое может выражаться, например, в увеличении прибыли предприятия. Действительно, если благодаря компьютеризации  снизились затраты на производство уже существующего продукта, сократились  сроки разработки новой модели или  ускорилось обслуживание заказов потребителей - это означает, что данному предприятию  действительно нужна была сеть.

Более обстоятельно отвечая  на вопрос, зачем предприятию сеть, начнем с рассмотрения тех принципиальных преимуществ сетей, которые вытекают из их принадлежности к распределенным системам.

Концептуальным преимуществом  распределенных систем (а значит, и  сетей) перед централизованными  системами является их способность  выполнять параллельные вычисления. За счет этого в системе с несколькими  обрабатывающими узлами в принципе может быть достигнута производительность, превышающая максимально возможную  на данный момент производительность любого отдельного, сколь угодно мощного  процессора. Распределенные системы  потенциально имеют лучшее соотношение  производительность-стоимость, чем  централизованные системы.

Еще одно очевидное и важное достоинство распределенных систем - это их принципиально более высокая  отказоустойчивость. Под отказоустойчивостью  понимается способность системы  выполнять свои функции (может быть, не в полном объеме) при отказах  отдельных элементов аппаратуры и неполной доступности данных. Основой  повышенной отказоустойчивости распределенных систем является избыточность. Избыточность обрабатывающих узлов (процессоров  в многопроцессорных системах или  компьютеров в сетях) позволяет  при отказе одного узла переназначать  приписанные ему задачи на другие узлы. С этой целью в распределенной системе могут быть предусмотрены  процедуры динамической или статической  реконфигурации. В вычислительных сетях  некоторые наборы данных могут дублироваться  на внешних запоминающих устройствах  нескольких компьютеров сети, так  что при отказе одного их них данные остаются доступными.

Использование территориально распределенных вычислительных систем больше соответствует распределенному  характеру прикладных задач в  некоторых предметных областях, таких  как автоматизация технологических  процессов, банковская деятельность и  т. п. Во всех этих случаях имеются  рассредоточенные по некоторой территории отдельные потребители информации - сотрудники, организации или технологические  установки. Эти потребители достаточно автономно решают свои задачи, поэтому  рациональнее предоставлять им собственные  вычислительные средства, но в то же время, поскольку решаемые ими задачи тесно взаимосвязаны, их вычислительные средства должны быть объединены в  единую систему. Адекватным решением в  такой ситуации является использование  вычислительной сети.

Для пользователя, кроме  выше названных, распределенные системы  дают еще и такие преимущества, как возможность совместного  использования данных и устройств, а также возможность гибкого  распределения работ по всей системе. Такое разделение дорогостоящих  периферийных устройств - таких как  дисковые массивы большой емкости, цветные принтеры, графопостроители, модемы, оптические диски - во многих случаях  является основной причиной развертывания  сети на предприятии. Пользователь современной  вычислительной сети работает за своим  компьютером, часто не отдавая себе отчета в том, что при этом он пользуется данными другого мощного компьютера, находящегося за сотни километров от него. Он отправляет электронную почту  через модем, подключенный к коммуникационному  серверу, общему для нескольких отделов  его предприятия. У пользователя создается иллюзия, что эти ресурсы  подключены непосредственно к его  компьютеру или же «почти» подключены, так как для их использования  нужны незначительные дополнительные действия по сравнению с использованием действительно собственных ресурсов. Такое свойство называется прозрачностью  сети.

В последнее время стал преобладать другой побудительный  мотив развертывания сетей, гораздо  более важный в современных условиях, чем экономия средств за счет разделения между сотрудниками корпорации дорогой  аппаратуры или программ. Этим мотивом  стало стремление обеспечить сотрудникам  оперативный доступ к обширной корпоративной  информации. В условиях жесткой конкурентной борьбы в любом секторе рынка  выигрывает, в конечном счете, та фирма, сотрудники которой могут быстро и правильно ответить на любой  вопрос клиента - о возможностях их продукции, об условиях ее применения, о решении любых возможных  проблем и т. п. В большой корпорации вряд ли даже хороший менеджер может  знать все тонкости каждого из выпускаемых фирмой продуктов, тем  более что их номенклатура обновляется  сейчас каждый квартал, если не месяц. Поэтому очень важно, чтобы менеджер имел возможность со своего компьютера, подключенного к корпоративной  сети, скажем в Магадане, передать вопрос клиента на сервер, расположенный  в центральном отделении предприятия  в Новосибирске, и оперативно получить качественный ответ, удовлетворяющий  клиента. В этом случае клиент не обратится  к другой фирме, а будет пользоваться услугами данного менеджера и  впредь.

Чтобы такая работа была возможна, необходимо не только наличие  быстрых и надежных связей в корпоративной  сети, но и наличие структурированной  информации на серверах предприятия, а  также возможность эффективного поиска нужных данных. Этот аспект сетевой  работы всегда был узким местом в  организации доставки информации сотрудникам - даже при существовании мощных СУБД информация в них попадала не самая «свежая» и не в том объеме, который был нужен. В последнее  время в этой области наметился  некоторый прогресс, связанный с  использованием гипертекстовой информационной службы WWW - так называемой технологии intranet. Эта технология поддерживает достаточно простой способ представления  текстовой и графической информации в виде гипертекстовых страниц, что  позволяет быстро поместить самую  свежую информацию на WWW-серверы корпорации. Кроме того, она унифицирует просмотр информации с помощью стандартных  программ - Web-броузеров, работа с которыми несложна даже для неспециалиста. Сейчас многие крупные корпорации уже перенесли  огромные кипы своих документов на страницы WWW-серверов, и сотрудники этих фирм, разбросанные по всему миру, используют информацию этих серверов через Internet или intranet. Получая легкий и более полный доступ к информации, сотрудники принимают решение быстрее, и качество этого решения, как  правило, выше.

Использование сети приводит к совершенствованию коммуникаций, то есть к улучшению процесса обмена информацией и взаимодействия между  сотрудниками предприятия, а также  его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность предприятий  в других формах передачи информации, таких как телефон или обычная  почта. Зачастую именно возможность  организации электронной почты  является основной причиной и экономическим  обоснованием развертывания на предприятии  вычислительной сети. Все большее  распространение получают новые  технологии, которые позволяют передавать по сетевым каналам связи не только компьютерные данные, но голосовую  и видеоинформацию. Корпоративная  сеть, которая интегрирует данные и мультимедийную информацию, может  использоваться для организации  аудио- и видеоконференций, кроме  того, на ее основе может быть создана  собственная внутренняя телефонная сеть.

 

Конечно, вычислительные сети имеют и свои проблемы. Эти проблемы в основном связаны с организацией эффективного взаимодействия отдельных  частей распределенной системы.

Во-первых, это сложности, связанные с программным обеспечением - операционными системами и приложениями. Программирование для распределенных систем принципиально отличается от программирования для централизованных систем. Так, сетевая операционная система, выполняя в общем случае все функции  по управлению локальными ресурсами  компьютера, сверх того решает многочисленные задачи по предоставлению сетевых служб. Разработка сетевых приложений осложняется  из-за необходимости организовать совместную работу их частей, выполняющихся на разных машинах. Много забот доставляет обеспечение совместимости программного обеспечения.

Во-вторых, много проблем  связано с транспортировкой сообщений  по каналам связи между компьютерами. Основные задачи здесь - обеспечение  надежности (чтобы передаваемые данные не терялись и не искажались) и производительности (чтобы обмен данными происходил с приемлемыми задержками). В структуре  общих затрат на вычислительную сеть расходы на решение «транспортных  вопросов» составляют существенную часть, в то время как в централизованных системах эти проблемы полностью  отсутствуют.

В-третьих, это вопросы, связанные  с обеспечением безопасности, которые  гораздо сложнее решаются в вычислительной сети, чем в централизованной системе. В некоторых случаях, когда безопасность особенно важна, от использования сети лучше вообще отказаться.

Можно приводить еще много  «за» и «против» использования сетей, но главным доказательством эффективности  является бесспорный факт их повсеместного  распространения. Трудно найти сколь-нибудь крупное предприятие, на котором  не было хотя бы односегментной сети персональных компьютеров; все больше и больше появляется крупных сетей с сотнями  рабочих станций и десятками  серверов, некоторые большие организации  и предприятия обзаводятся частными глобальными сетями, объединяющими  их филиалы, удаленные на тысячи километров. В каждом конкретном случае для создания сети были свои резоны, но верно и  общее утверждение: что-то в этих сетях все-таки есть.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Сетевые службы.

Для пользователя сеть представляет собой не компьютеры, кабели и концентраторы  и даже не информационные потоки, а  является прежде всего набором сетевых  служб, которые позволяют просмотреть  список имеющихся в сети компьютеров  или удаленный файл, распечатать  документ на «чужом» принтере или  послать почтовое сообщение. Именно совокупность перечисленных возможностей – насколько широк их выбор, насколько  они удобны, надежны и безопасны  – устанавливает для пользователя облик каждой из сетей.

Кроме самого обмена данными, сетевые службы призваны решать и  другие, более специфические, задачи, в частности порождаемые распределенной обработкой данных. Это задачи, направленные на обеспечение непротиворечивости нескольких копий данных, размещенных  на разных машинах (служба репликации), или организация выполнения одной  задачи одновременно на нескольких машинах  сети (служба вызова удаленных процедур). Из сетевых служб можно выделить административные, т. е. ориентированные  не на простого пользователя, а на администратора и предназначенные для организации  правильной работы сети в целом. К  ним относятся: служба администрирования  учетных записей о пользователях, позволяющая администратору вести  общую базу данных о пользователях  сети; система мониторинга сети, в функции которой входит захват и анализ сетевого трафика; служба безопасности, которая среди прочего выполняет  процедуры логического входа  с последующей проверкой пароля, и т. д.

Работа сетевых служб  производится программными средствами. Основными службами являются файловая служба и служба печати, которые  обычно предоставляются сетевой  ОС, а вспомогательными – служба баз данных, факса или передачи голоса, выполняемые системными сетевыми приложениями или утилитами, которые  работают в тесном контакте с сетевой  ОС. Распределение служб между  ОС и утилитами вполне условно  и меняется в конкретных реализациях  этой системы.

При разработке сетевых служб  необходимо решать проблемы, свойственные любым распределенным приложениям, среди которых определение протокола  взаимодействия между клиентской и  серверной частями, распределение  функций между ними, выбор схемы  адресации приложений и др.

Одним из главных показателей  качества сетевой службы является ее удобство. Для одного и того же ресурса  можно разработать несколько  служб, которые по-разному решают одну и туже задачу. Основные проблемы заключаются в производительности или уровне удобства предоставляемых  услуг. Например, файловая служба может  основываться на применении команды  передачи файла из одного компьютера в другой по имени файла, а для  этого необходимо, чтобы пользователь знал имя нужного файла. Та же файловая служба может быть организована так, что пользователь монтирует удаленную  файловую систему к локальному каталогу, а затем обращается к удаленным  файлам как к своим собственным, что намного удобнее. Качество сетевой  службы определяется качеством пользовательского  интерфейса – интуитивной понятности, наглядности, рациональности.